Центробежные насосы применяются для доставки жидкостей с различной степенью вязкости. Агрегаты встраиваются в станции для перекачки нефти, воды, химических и технических растворов. Конструктивные особенности разных типов агрегата позволяют преодолевать сопротивление вязких жидкостей, игнорировать высокое содержание примесей.
Принцип действия центробежного насоса
Техника работает за счет преобразования механической энергии в центробежную силу крыльчатки. Подобный способ передачи энергии называется динамическим.
Основные части центробежного насоса:
- колесо с лопастями;
- витой корпус;
- приводящий вал;
- подшипники;
- двигатель.
Двигатель вращает вал с закрепленным на нем колесом. Крыльчатка отбрасывает частицы жидкости от центра. Поток двигается в выходной диффузор. В центре колеса возникает разрежение. За счет разницы давлений сюда поступает новая порция жидкости.
За счет расширения сечения диффузора скорость частиц падает. Энергия из кинетической переходит в потенциальную, давление потока возрастает. Сила напора зависит от частоты вращения крыльчатки, диаметра и длины трубопровода, плотности среды.
Преимущества центробежных агрегатов:
- непрерывная подача жидкости;
- простое устройство и обслуживание;
- высокая производительность и надежность;
- универсальность — работают с внешним накопителем, в замкнутой системе, с водой и густыми растворами;
- низкое энергопотребление.
Нужно помнить, что подача насоса зависит от сопротивления сети, на которую он работает. Перед первым включением, если входной патрубок находится ниже уровня жидкости, устройство заливают для вытеснения воздуха. Вытеканию при следующем выключении будет препятствовать обратный клапан.
Самовсасывающие насосы, в корпус которых вставлена камера рециркуляции, не нуждаются в первоначальном заполнении. Их габариты заметно больше обычных, а к техническим характеристикам добавляется время дегазации.
Технические характеристики
Первое, на что обращают внимание покупатели — это производительность устройства. Параметр показывает, сколько жидкости насос может перекачать в минуту, измеряется в кубометрах в час или в литрах в минуту. Цифра дается без учета обратной утечки части жидкости. Однако хорошая герметичность современных насосов позволяет пренебречь погрешностью.
Не менее важной характеристикой является напор. Параметр измеряется в метрах и показывает количество энергии, затраченной на единицу массы. Следует различать значение напора и высоты, на которую насос может поднять воду, нефть или химический раствор.
За потребляемую мощность принимается энергия, которая затрачивается на работу вала. Неизбежные потери происходят из-за трения подшипников, протечек. Коэффициент полезного действия показывает соотношение полезной мощности к потребляемой.
Эффективность работы поверхностных насосов тесно связана с глубиной забора, то есть высотой от устройства до зеркала жидкости. На указанную производителем цифру следует ориентироваться условно, так как КПД на максимуме будет минимальным. В некоторых случаях поверхностный насос выгоднее заменить на глубинный.
Виды центробежных насосов
В зависимости от признака агрегаты классифицируют:
- По конструкции рабочего колеса — закрытого, открытого, полуоткрытого вида. Крыльчатка открытого типа чаще всего производится литьем, применяется для густого раствора или грязной воды. Характеризуется небольшим КПД. Полуоткрытый вид — с одной стороны крыльчатки приварен диск. Встраивается в насосы для чистой или воды с небольшим количеством примесей. В закрытом колесе крыльчатка находится между двумя дисками.
- По входным позициям — с односторонним и двусторонним входом. Поступление жидкости с двух сторон позволяет снизить нагрузку на подшипники за счет равновесия осевых сил.
- По расположению оси — горизонтального и вертикального вида. Погружные и полупогружные устройства выполняются только в вертикальном исполнении.
- По количеству колес — одноступенчатые, многоступенчатые. Количество ступеней — это серия подвижных колес, которые закреплены вместе. Конструкция позволяет значительно увеличить мощность насоса.
- По уровню давления — низкого (до 0,2МПа), среднего (0,2-0,6МПа), высокого давления (0,6МПа и выше);
- По параметру быстроходности — быстроходные, нормальные, тихоходные. Коэффициент показывает эффективность насоса в зависимости от конструкции колеса.
- По методу отведения жидкости — лопаточные, спиральные, кольцевые. У первых движение происходит сначала через каналы, разделенные лопатками. В спиральных жидкость попадает в постепенно расширяющийся канал. У кольцевого отвода постоянный диаметр или слегка растущий. Форма канала влияет на КПД насоса.
- По схеме расположения относительно поверхности жидкой среды — погружные, поверхностные, глубинные. У погружных двигатель находится в одном корпусе с рабочей частью.
- По приводу — с двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем. Самовсасывающие насосы с ДВС незаменимы в полевых условиях.
В зависимости от назначения различают канализационные, водопроводные, щелочные, пожарные, нефтяные, химические установки. Насосы различаются материалами проточной части, корпуса, прокладок. Пожарные установки выдерживают высокие температуры, химические — инертны по отношению к рабочей жидкости.
Повышения износостойкости поверхности лопаток добиваются использованием легированных сталей с марганцем. Для защиты от кислот, жиров, щелочных жидкостей применяют футеровку. Лопатки покрывают эластичными, антикоррозионными материалами или изготавливают из бронзы, титановых сплавов.
На что обратить внимание при покупке насоса
Каждый вид насоса предназначен для перекачки какой-либо жидкости, от свойств которой зависит конструкция техники, стоимость. Для воды используются консольный, двусторонний, конденсатный.
Кислоты, щелочи и другие агрессивные жидкости транспортируются с помощью устройств со специальными характеристиками. Материалы корпуса, колеса и других частей выбираются с учетом воздействия реагента. Особое внимание уделяется герметичности и уплотнениям.
Для взрывоопасных и пожароопасных жидкостей важно купировать разогрев корпуса, деталей проточной части, двигателя, исключить возникновение искр. Герметичность также остается актуальным моментом. Применяются специализированные агрегаты для перекачки нефти и нефтепродуктов, консольные и двусторонние.
Жидкости с большим содержанием твердых включений подают с помощью насосов для суспензий, грунтовых и установок для химических растворов с твердыми примесями. В этом случае изготавливаются лопатки повышенной прочности. Центробежные насосы способны перекачивать жидкости вязкостью до 200 сСт.
В технических характеристиках насосов производитель указывает максимальные температуру жидкости и начальное давление. Показатели влияют на срок эксплуатации агрегата, качество его работы.
Когда выбран тип центробежного насоса необходимого профиля, можно заняться техническими параметрами. В поиске конкретной конструкции поможет сводная диаграмма. Понадобятся ориентировочные параметры подачи, допустимой высоты всасывания, КПД, потребляемая мощность. В выбранной марке агрегата останется определить размер рабочего колеса.
В графике кривых зависимостей рабочих характеристик модельного ряда рекомендуется ориентироваться на средний интервал. При этом агрегат не будет работать на пределе, сохранит работоспособность долгое время.
Для водяных насосов особые требования не предъявляются, поэтому вместо поисков по диаграммам и вычислений можно просто обратиться к сопроводительной документации. К техническим параметрам изготовитель прилагает рекомендации к эксплуатации, установке. Результат оптимально выбранной техники скрывается не только в правильной модели, но и в соблюдении регламента по ее использованию. Рекомендации производителя являются приоритетными.
Сегодня, приобретая насос, можно думать не только о технических характеристиках, но и об удобстве использования. Если агрегат оснащен автоматикой, защитой от перегрева, сухого хода, влаги и пыли, он потребует минимум контроля и постоянного наблюдения.
